Síntesis de proteínas en la célula y el dogma central

La verdad sobre el ADN

ADN: Tiene que ser el pináculo de la biología, ¿verdad? Todo el mundo siempre habla de ello: lo poderoso que es, lo increíble que es, cómo los científicos ganaron premios Nobel por estudiarlo. Tiene esta asombrosa estructura de doble hélice y determina las características que te hacen ser quien eres. El ADN decide el color de tus ojos, el tono de tu piel, la probabilidad de desarrollar ciertas enfermedades e incluso algunos aspectos de tu personalidad. El ADN se transmite de una generación a la siguiente y, con él, todos los rasgos que vemos en las personas, las plantas y los animales. ¡El ADN es asombroso! Al estudiar y trabajar con el ADN, podemos clonar ovejas, mejorar nuestras cosechas, determinar al culpable de un crimen y ¡tal vez incluso traer de vuelta a los dinosaurios!

Todas estas cosas son ciertas sobre el ADN. Pero, no solemos escuchar mucho sobre cómo todas las cosas maravillosas en realidad provienen de una pequeña molécula de ADN. Sabemos que hay ADN y conocemos algunos de los posibles resultados. Pero no sabemos qué sucede realmente entre el ADN y el producto final. Entonces, en esta lección, vamos a exponer los conceptos básicos de cómo el ADN se convierte en algo que podemos ver en la vida real.

Al igual que otros procesos que ocurren dentro de nuestras células, es un conjunto complicado de pasos interrelacionados. Los científicos incluso inventaron un término para describir el flujo básico de información genética desde el ADN hasta nuestros rasgos hereditarios. Se llama dogma central . Es una historia simple y general que proporciona un marco para comprender todas las cosas más complejas que suceden dentro. Pero antes de entrar más en el dogma central, les voy a contar otro tipo de historia.

Entendiendo el Dogma Central

Érase una vez, hice un viaje para visitar a mi mamá. Mientras estuve allí, me preparó una de mis cosas favoritas para el desayuno: ¡tostadas francesas! Ahora, obviamente, puedo conseguir tostadas francesas en cualquier lugar, pero hay algo especial en la receta de mi madre. Realmente extrañaba su tostada francesa, así que me pregunté si podría aprender a prepararla por mi cuenta. Le pedí a mamá que me diera la receta y sacó su libro de cocina gigante. Lo abrió por la página derecha y me entregó un bolígrafo y una tarjeta de recetas para que pudiera copiar la receta. Una vez que llegué a casa, saqué la tarjeta e hice mi propia tostada francesa. No estaba usando el libro de cocina gigante de mamá, pero no importaba. Todavía tenía la receta, copiada palabra por palabra, ¡e hice que mi desayuno supiera como el de mamá! El fin.

La historia que les acabo de contar es en realidad similar a la historia de cómo el ADN se convierte en lo que vemos como criaturas vivientes, como animales, plantas y personas. Al igual que el libro de cocina de mi madre, el ADN es un conjunto de instrucciones sobre cómo hacer algo. Ese algo, en el caso de mi historia, fue la tostada francesa; pero en el caso del ADN, es una proteína. La proteína es el producto, la molécula biológica para la que el ADN proporciona instrucciones.

Ahora, mis dos historias tienen una primera parte importante. ¿Recuerdas cómo tuve que copiar la receta de mi mamá para llevarla a mi casa? Eso fue porque mi mamá no pudo darme su libro de cocina gigante. Mi casa, el lugar donde en realidad hice las tostadas francesas, estaba demasiado lejos para leer su libro de cocina. Así que necesitaba una copia para llevarme. De la misma manera, el lugar donde ‘vive’ el ADN está realmente lejos del lugar donde realmente se producen las proteínas.

El ADN «vive» dentro del núcleo de una célula y las proteínas se producen fuera del núcleo, en el citoplasma. Entonces, al igual que mi receta tuvo que ser copiada, las instrucciones en el ADN deben copiarse en alguna otra forma que pueda viajar desde el núcleo al sitio donde se producen las proteínas. Esa otra forma es ARN.

Recuerde que el ARN es otro tipo de ácido nucleico. Es similar al ADN, pero en lugar de ser una molécula de doble hebra, es solo una hebra única de nucleótidos. Puedes imaginarlo como la mitad de una escalera. El ARN juega el papel de mi tarjeta de recetas al llevar el código genético fuera del núcleo de la célula.

El ARN lleva las instrucciones que se encuentran en el ADN desde el núcleo hasta el citoplasma.

Una vez en el citoplasma, las moléculas formadoras de proteínas de la célula leen las instrucciones para producir proteínas. Todas las instrucciones se llevan a cabo hasta que se elabora la proteína, al igual que realicé las instrucciones en mi tarjeta de recetas. Entonces, ya sea que estemos haciendo tostadas francesas o proteínas, el punto en esta segunda parte es que tenemos que seguir las instrucciones para construir el producto final.

El dogma, la transcripción y la traducción centrales

Así que ahora volvamos al término que usamos antes, el dogma central . El dogma central es un marco para comprender el flujo de información genética. Afirma que el ADN produce ARN y el ARN produce proteínas. Nuevamente, el proceso es mucho más complicado que esto. Pero, cuando hablamos de los pasos que ocurren durante cualquier parte de esta secuencia, decimos que está incluido en el dogma central.

Mejoremos algunos de los términos que usamos aquí. Cuando decimos que el ADN produce ARN, en realidad estamos diciendo que la información del ADN se está transformando o transcribiendo en ARN. Es como transcribí la receta del libro de cocina de mi madre en mi pequeña tarjeta de recetas. Escribí físicamente una copia que luego pude llevar fuera de su casa. La transcripción es la transferencia de información genética de la forma de ADN a la forma de ARN. La transcripción ocurre dentro del núcleo de la célula, y luego el ARN sale para ir al siguiente paso.

El siguiente paso se llama traducción . Es el proceso de usar el código en el ARN para juntar la proteína en sí. En mi historia de tostadas francesas, esta sería la elaboración real de las tostadas francesas en mi cocina. El código de ARN es como mi tarjeta de recetas y la proteína es como mi tostada francesa. Recuerde que las proteínas son moléculas o polímeros grandes y complejos, y están formados por subunidades o monómeros más pequeños . Las pequeñas unidades que componen una proteína son los aminoácidos.

Los aminoácidos son como los ingredientes de mi receta de tostadas francesas. Al igual que tengo que juntar mis ingredientes para hacer mi plato, los aminoácidos se juntan para formar una proteína. Recuerde que una cadena de aminoácidos se llama polipéptido, y la cadena finalmente se pliega en forma de proteína. Entonces, la traducción es la decodificación de información genética en el ARN para formar una cadena de aminoácidos, que se convertirá en una proteína.

El ADN se transcribe en ARN, que luego se traduce en proteína

Es fácil confundirse con la diferencia entre transcripción y traducción. Entonces, aquí hay una idea que puede probar. La transcripción contiene la palabra raíz ‘escriba’ y un escriba es una persona que escribe copias de documentos importantes. Entonces, la transcripción se relaciona con la copia de ADN en forma de ARN. Por otro lado, traducción es una palabra que describe la transferencia de información de un idioma a otro. Puede pensar en el ARN y los aminoácidos como lenguajes biológicos diferentes. Entonces, la traducción es cuando cambiamos del lenguaje del ARN al lenguaje de los aminoácidos.

Síntesis de proteínas

El proceso de juntar los aminoácidos para construir una molécula de proteína se llama síntesis de proteínas . Para recordar el término, solo tenga en cuenta que síntesis significa ‘juntar’, al igual que un sintetizador electrónico junta diferentes tipos de sonidos. Entonces, la síntesis de proteínas se refiere a la producción de proteínas, pero debemos tener cuidado de no confundir la síntesis de proteínas con el proceso de traducción.

Cuando hablamos de síntesis de proteínas, incluimos todas las actividades celulares que participan en la producción de proteínas. Una de esas actividades es la traducción, pero suceden muchas otras cosas que no tienen nada que ver con el dogma central. Recuerde, el dogma central solo se refiere al camino del ADN al ARN y a la proteína. Podemos considerar el dogma central como algo separado del proceso de síntesis de proteínas, pero aún relacionado con él.

La parte de traducción del dogma central está incluida en la síntesis de proteínas, pero la parte de transcripción no. Asimismo, hay muchos otros procesos que contribuyen a la síntesis de proteínas, pero no están directamente relacionados con la historia del dogma central. La síntesis de proteínas es el proceso celular de construcción de proteínas. La traducción es solo la decodificación del ARN para hacer una cadena de aminoácidos que eventualmente se convertirá en la proteína.

Es fácil perder de vista el hecho de que el propósito del ADN es simplemente producir proteínas. Las proteínas son elementos físicos concretos que forman nuestro cabello, uñas, músculos y piel. Sin embargo, a veces hablamos del ADN como si pudiera influir en cosas no físicas, como el comportamiento o la personalidad humana. Si bien es cierto que el ADN juega un papel en estas áreas abstractas, el proceso de cómo eso sucede va más allá de todo lo que debamos discutir aquí. Entonces, solo tenga en cuenta que cuando hablamos del dogma central, estamos diciendo que el ADN es simplemente las instrucciones para construir proteínas.

Genes

Puede ver la evidencia de sus propias proteínas mirándose en un espejo. Puedes ver el color de tus ojos y los tonos de tu piel y cabello. Puedes ver la forma de tu barbilla, tus mejillas y tu nariz, que reflejan la estructura ósea y muscular que tienes debajo. Es posible que le hayan dicho que obtuvo sus rasgos de su madre o su padre. Algunas personas dicen: ‘Está en tus genes’. Es cierto que muchos de los rasgos que tienes se heredan del ADN de tus padres. Pero el ADN no es lo mismo que un gen.

Hay una proteína para cada gen, al igual que hay un plato para cada receta.

Los genes son solo secciones de una molécula de ADN. Solo dan las instrucciones sobre cómo producir una de sus proteínas. Una cadena completa de ADN se divide en genes, y cada gen consta de una secuencia específica de nucleótidos. Si el código de ADN es como un libro de cocina gigante, entonces los genes son las recetas individuales que se encuentran en sus páginas. Para cada receta, hay un plato. Para cada gen, hay una proteína. Entonces, por cada proteína que contribuye a su apariencia general, hay un gen que proporciona el código para esa proteína. Un gen es una unidad distinta de información hereditaria compuesta por una secuencia de nucleótidos específica en el ADN.

Resumen de la lección

Entonces, esa fue la historia básica de cómo el ADN se convierte en proteína. Estoy seguro de que no necesitas volver a escuchar mi historia de tostadas francesas. Pero, repasemos los pasos involucrados en la historia del dogma central. El dogma central es un marco para describir el flujo de información genética del ADN al ARN y a la proteína. El proceso de transferencia de información genética del ADN al ARN se llama transcripción . Luego, el código de ARN se usa como instrucciones para construir una cadena de aminoácidos, y ese proceso se llama traducción .

Cuando los aminoácidos se unen para formar una molécula de proteína, se llama síntesis de proteínas . Cada proteína tiene su propio conjunto de instrucciones, que están codificadas en secciones de ADN, llamadas genes . Entonces, la historia general del dogma central es la siguiente: dentro del núcleo de una célula, los genes del ADN se transcriben en ARN. Una vez que el ARN sale del núcleo, se traduce en el citoplasma y comienza el proceso de síntesis de proteínas. El resultado final es una proteína completamente formada, al igual que el resultado final de mi receta es un plato lleno de deliciosas tostadas francesas.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, podrá:

• Describir el dogma central y cómo se relaciona con la síntesis de proteínas.
• Explicar la importancia y función de los genes.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador